人的大脑被一种叫做脑脊髓液的液体所包围。脑脊髓液非常重要，它可以给大脑提供养分，以及清除大脑中的废弃物。同时，脑脊髓液里还包含一个免疫系统，对于保护大脑免受伤害和感染起着重要作用。
此前，就年龄相关的疾病（比如神经变性）对于脑脊髓液的影响，学界知之甚少。
近日，美国西北大学 Feinberg 医学院大卫·盖特（David Gate）教授和团队，揭示了人在变老时脑脊髓液的变化路线。同时，对于阿兹海默症患者，他们也明确了 T 淋巴细胞进入脑脊髓液的原理。
图 | 大卫·盖特（David Gate）（来源：资料图）
近日，相关论文以《健康大脑老化和认知障碍期间的脑脊液免疫失调》（Cerebrospinal fluid immune dysregulation during healthy brain aging and cognitive impairment）为题发表在 Cell 上 [1]。
图 | 娜塔莉·皮尔（Natalie Piehl）（来源：资料图）
美国西北大学 Feinberg 医学院娜塔莉·皮尔（Natalie Piehl）博士是第一作者，张子扬是共同作者之一，大卫·盖特（David Gate）教授担任通讯作者。
张子扬表示：“由于我们这次研究的样本就是人类的脑脊髓液，所以研究结果具有很高的转化潜力。”
此次提出的是 T 细胞进入病人大脑的机理，即发现了一个名为 CXCL16-CXCR6 的信号通路，它可调控 T 细胞进入大脑。
本质上，CXCL16 仿佛是一个呼唤 T 细胞进入大脑的信号，T 细胞则把 CXCR6 用成一个触手来接受这个信号。由此，课题组相信如果能阻断这个信号，T 细胞就无法进入大脑。
研究中，最重要的步骤是将定位细胞的技术应用到本课题。通过分析已去世阿兹海默病人的大脑样本，他们在淀粉样蛋白斑附近找到了表达 CXCR6（也就是所谓的触手）的 T 细胞。
由于淀粉样蛋白斑是阿兹海默主要的病理特征，使用这些细胞会参与淀粉样蛋白的反应。同时，他们还发现这些 T 细胞与一种名为小胶质细胞的免疫细胞可以进行结合。有意思的是，这种小胶质细胞也同样发出了 CXCL16 信号，正是这种信号召集 T 细胞进入了大脑。
而如何阻断信号去干扰 T 细胞进入大脑，将是该团队的后续研究目标。张子扬说：“对于将这个技术拓展到其他疾病我们也很感兴趣。其中一个例子就是渐冻症。我们想知道的是同为神经变性疾病，使用这项技术时会有哪些相似之处和不同之处。而渐冻症的课题也是我目前主要的课题，目前已经做出了一些结果，我也在 2022 年末的一个渐冻症研讨会上做了展示。”
另据悉，张子扬是上海人。从高中时接触编程，后来到美国加州大学圣地亚哥分校学习生物工程专业。
他说：“本科时我尝试了多个方向，最初研究过软骨组织，大二用深度学习研究基因调控，大三、大四用单细胞技术绘制了小鼠脑部 45 个区域的调控图谱。本科期间最大的亮点当属我和合作者一起分析了单细胞的染色质可及性，同时做了一些数据可视化工具，相关论文发在了 Nature 上。”
目前，张子扬在美国西北大学读博士二年级，主要研究方向是利用单细胞技术研究阿兹海默症和渐冻症。
其表示：“科研以外，我对商业也蛮感兴趣，大学期间参加了不少创业相关比赛。印象比较深的是加州大学伯克利分校主办的 UC Big Ideas——一个以企划书和演讲为主的商赛, 当时有超过 400 多支队伍参赛。我们的企划书是关于医疗和大数据的，最终以前 40 名的成绩进入了决赛，虽然没能赢下这一届的 UC Big Ideas，但是还是收获不少。”
参考资料：
1.Piehl, N., van Olst, L., Ramakrishnan, A., Teregulova, V., Simonton, B., Zhang, Z., ... & Gate, D. (2022). Cerebrospinal fluid immune dysregulation during healthy brain aging and cognitive impairment.Cell, 185(26), 5028-5039.
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